第四章 第1节
一、选择题
1．(2015·无锡测试)关于下图说法错误的是( )
A该图表示转录 B．1表示核糖体
C．2表示氨基酸 D．密码子在3上
[答案] A
[解析] 该图表示翻译。
2．下面关于tRNA和氨基酸相互关系的说法，正确的是( )
A．每种氨基酸都由一种特定的tRNA携带
B．每种氨基酸都可由几种tRNA携带
C．一种tRNA可以携带几种结构相似的氨基酸
D．一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带
[答案] D
[解析] tRNA的头部有三个碱基，只能识别并转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或几种tRNA转运。
3．一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成的，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是( )
A．912个 B．456个
C．450个 D．906个
[答案] A
[解析] 考查转录、翻译及缩合的相关知识，同时也考查综合分析计算的能力。首先根据缩合的概念及肽链条数计算出酶具有的氨基酸数是150＋2＝152，再根据其中的关系求出控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是152×6＝912。
4．mRNA在细胞核中合成后，到达细胞质的过程中，共经过几层生物膜( )
A．1 B．2
C．3 D．0
[答案] D
[解析] mRNA由细胞核到细胞质是通过细胞核核膜上的核孔出去的，未经跨膜运输。
5．关于转录和翻译的叙述，错误的是( )
A．转录时以核糖核苷酸为原料
B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性
[答案] C
[解析] 本题考查转录和翻译过程和特点。转录过程合成的是mRNA，其基本组成单位是核糖核苷酸，A项正确；RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列，B项正确；核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质，C项错误。
6．DNA分子模板链上的碱基序列及最终翻译的氨基酸如下表所示，则如图所示的tRNA所携带的氨基酸是(反密码子从携带氨基酸的一端开始读起)( )
碱基序列
GCA
CGT
ACG
TGC
氨基酸
精氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
苏氨酸
A．丙氨酸 B．精氨酸
C．苏氨酸 D．半胱氨酸
[答案] C
[解析] 根据碱基互补配对原则倒推：
二、非选择题
7．如图是蛋白质的合成示意图，据图回答：
(1)转录是在________中进行的，它是以________为模板合成________的过程；翻译是在________中进行的，它是以________为场所，以________为模板，以________为运载工具，合成具有一定________顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子是指__________________________________________________。
(3)已知信使RNA上的一段碱基序列是AUGCACUGGCGUUG，则转录该信使RNA片段的DNA的模板链的碱基序列是__________________________。
(4)一个信使RNA分子上可以相继结合________，同时进行多肽链的合成，因此少量的信使RNA分子就可以迅速合成出________的蛋白质。
[答案] (1)细胞核 DNA的一条链 mRNA 细胞质 核糖体 mRNA tRNA 氨基酸
(2)mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
(3)TACGTGACCGCAAC (4)多个核糖体 大量
一、选择题
1．碱基互补配对发生在( )
A．DNA复制和转录 B．转录和翻译
C．复制和翻译 D．复制、转录和翻译
[答案] D
[解析] DNA的复制、转录和遗传信息的翻译都能发生碱基互补配对。
2．转录过程：，该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是( )
A．4、5 B．5、4
C．5、5 D．5、8
[答案] D
[解析] 图中共有5种碱基A、G、C、T、U。但核苷酸却是8种，其中DNA分子中有4种，由于各自的碱基不同，实际上就是4种脱氧核苷酸，同理RNA分子中也有4种核糖核苷酸。
3．合成一条含1 000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是( )
A．1 000个、3 000个和3 000对
B．1 000个、3 000个和6 000对
C．300个、300个和3 000对
D．1 000个、3 000个和1 500对
[答案] A
[解析] DNA分子控制蛋白质合成时，氨基酸数目?转运RNA的个数?信使RNA的碱基数?DNA的碱基对数＝1?1?3?3，本题中即为1 000?1 000?3 000?3 000。
4．(2015·潍坊测试)由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为( )
A．na/6
B．na/3－18(n/3－1)
C．na－18(n－1)
D．na/6－18(n/6－1)
[答案] D
[解析] 以DNA分子的一条链为模板转录形成mRNA，mRNA中3个相邻碱基决定1个氨基酸，所以三者之间的数量关系为：DNA分子中碱基数?mRNA碱基数?氨基酸个数＝6?3?1。已知该基因中有n个碱基，则对应的氨基酸数最多为n/6，氨基酸经脱水缩合形成蛋白质，形成蛋白质的过程中，脱去的水分子数为氨基酸总数－1，水的相对分子质量为18，形成该蛋白质脱去的水分子的量为18(n/6－1)，又知氨基酸的平均分子量为a，所以该蛋白质的分子量最大为na/6－18(n/6－1)。
5．下图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在( )
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录信使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
[答案] C
[解析] 本题依据基因表达过程示意图，考查遗传信息的转录和翻译、细胞结构等知识，考查学生的识图及运用能力。真核细胞有细胞核，转录完成后，mRNA从核孔进入细胞质，与核糖体结合才开始翻译，故D错误；由图示知，在RNA聚合酶作用下，细胞正在发生转录，产生的mRNA还未转录完毕，即与多个核糖体结合开始翻译，故该细胞应为原核细胞，C正确，A错误。翻译过程中，核糖体在mRNA上移动，从而合成肽链，B错误。
6．(2015·北京西城区)下列有关如图所示的生理过程(图中④代表核糖体，⑤代表多肽链)的叙述，不正确的是( )
A．图中所示的生理过程包括转录和翻译
B．图中所示的过程发生在原核细胞中
C．遗传信息由②传递到⑤需要RNA作中介
D．图中①在该过程中不起作用，由此可确定①在遗传上不具功能
[答案] D
[解析] 图中以DNA的一条链②为模板合成mRNA链③的过程为转录；③与④结合形成多肽链⑤的过程为翻译。图中表示转录和翻译同时进行，说明该图表示的过程发生在原核细胞。图中信息由②传递到⑤需要mRNA和tRNA作为媒介和运输工具。转录过程中的非模板链①，其功能不明确，但是在遗传中有不可替代的作用。
7．(2015·南昌调研)下列有关真核生物基因表达的叙述中，正确的是( )
A．基因表达过程所需的原料有游离的核糖核苷酸和氨基酸
B．参与翻译过程的RNA均为单链结构，其内部不存在碱基配对
C．转录和翻译的场所都是细胞质
D．有丝分裂的间期和分裂期都有基因的转录和翻译
[答案] A
[解析] 基因表达过程包括转录和翻译，所需的原料有游离的核糖核苷酸和氨基酸；参与翻译过程的tRNA存在碱基配对；转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质；有丝分裂分裂期不进行基因的转录。
8．(2015·泰安检测)如图是雌激素与相应受体结合情况的示意图。由图可知，雌激素与相应的受体结合后形成“激素—受体”复合体，并作用于核内基因的某区域，从而直接影响遗传信息的什么过程 ( )
A．DNA复制 B．转录
C．翻译 D．转录和翻译
[答案] B
[解析] 由图可知，“激素—受体”复合体从核孔进入细胞核，作用于DNA，从而转录出相应的mRNA并合成相应的多肽，可见该复合体影响转录过程。
二、非选择题
9．(2015·苏北模拟)图1、图2表示人体细胞中蛋白质合成的相关过程(图2中甘、丙等表示甘氨酸、丙氨酸等)，据图回答：
(1)在蛋白质合成过程中，图1、图2分别表示________和________过程。
(2)图1中②和③在组成上的区别是________。如果②发生改变，生物的性状________改变，原因是________________________。
(3)图2中c表示________，色氨酸的密码子是________，若图中多肽a由60个氨基酸脱水缩合而成，则①中至少含有________个碱基对。
[答案] (1)转录 翻译
(2)②含有脱氧核糖，③含有核糖 不一定 密码子的简并性等
(3)tRNA UGG 180
[解析] (1)根据图中显示的物质、结构等可判断1为转录，2为翻译。(2)②为胞嘧啶脱氧核苷酸，③为胞嘧啶核糖核苷酸，二者只有五碳糖不同。②改变为基因突变，基因突变不一定导致性状改变，原因可能是密码子的简并性或突变成隐性基因等情况。(3)读图即可看出色氨酸的密码子。60个氨基酸对应的mRNA上至少有180个碱基，相应基因中至少有180个碱基对。
10．下图表示基因的片段及其转录出的信使RNA，请据图回答问题：(几种相关氨基酸的密码子见下表)
亮氨酸
CUA、CUC、CUG、
CUU、UUA、UUG
甘氨酸
GGU、GGC、
GGA、GGG
缬氨酸
GUA、GUC、
GUG、GUU
甲硫氨酸
AUG
(1)形成③链的过程叫做________，场所是________，需要的原料是________________________________________________________________________。
(2)形成③链的过程与DNA复制的过程，都是遵循________原则。
(3)③链进入细胞质后与________结合，在合成蛋白质过程中，转运RNA运载的氨基酸依次是________(依次填写前两个氨基酸的名称)。
(4)若该基因复制时发生差错，当上图a处所指由A变成G时，这种突变对蛋白质的结构有无影响？______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若该基因有100个碱基对，可编码的氨基酸最多有________个。
[答案] (1)转录 细胞核 四种核糖核苷酸
(2)碱基互补配对
(3)核糖体 甲硫氨酸、缬氨酸
(4)无影响 (5)33
[解析] (1)③为RNA单链，是以DNA分子一条链为模板转录形成的，转录的场所为细胞核，需以核糖核苷酸为原料。
(2)DNA复制和转录过程都要遵循碱基互补配对原则：T－A、G－C、A－U、C－G。
(3)信使RNA通过核孔进入细胞质与核糖体结合起来，以氨基酸为原料，以转运RNA为运输工具合成蛋白质，mRNA中AUG对应甲硫氨酸，GUG对应缬氨酸。
(4)当a处A变成G时，信使RNA上此处的碱基变为GUC对应的氨基酸仍为缬氨酸，对蛋白质结构无影响。
(5)该基因有200个碱基，对应的氨基酸数＝≈33个。
课件72张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 必修2 基因的表达第四章
苯丙酮尿症(PKU)是由于患儿体内先天性苯丙氨酸羟化酶缺陷所引起的苯丙氨酸(Phe)代谢障碍性疾病。苯丙氨酸(Phe)是人体的一种必需氨基酸，全由食物供给，不能缺少，但Phe在体内过多，又会使脑组织萎缩，严重影响儿童的智力。本病发生率约为1/20000，其临床症状主要有三：
(1)智力低下，约有1/3的患儿还伴有癫痫；
(2)尿有霉臭味或鼠尿味；
(3)皮肤和眼睛巩膜色素变浅，头发呈黄色、面色白嫩。
到目前为止，尚无治疗PKU的特效药物。控制患儿的饮食，使其少进食含Phe丰富的食物，从而使血液中的Phe浓度降低，是今日治疗PKU的唯一方法。婴儿期患儿要食用特制的无苯丙氨酸或低苯丙氨酸奶粉，年长儿童也需进食含低苯丙氨酸的米或面。要求患儿定期检测血液中的Phe浓度，调整饮食结构，使Phe血浓度保持在正常或稍高水平，可保障大脑的正常发育。科学家进一步研究发现，苯丙酮尿症是由于位于12号染色体长臂的基因的微小变异引起的，并非由于基因缺失。基因的改变是如何决定性状变化的？基因和性状之间又有什么样的关系？通过本章的学习，我们就能回答上面的问题。
本章包括3节内容：第1节《基因指导蛋白质的合成》，第2节《基因对性状的控制》，第3节《遗传密码的破译(选学)》。基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的，包括转录和翻译两个阶段。转录是在细胞核内进行的，是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA的过程；翻译是在细胞质中进行的，是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。中心法则描述了遗传信息的流动方向，主要内容包括DNA复制、转录、翻译、RNA复制、逆转录5个不同的遗传信息流动方向。基因控制生物的性状是通过指导蛋白质的合成来实现的，有两种方式：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。基因与性状之间并不是简单的一一对应关系。有些性状是由多个基因共同决定的，有的基因可决定或影响多种性状。一般来说，性状是基因与环境共同作用的结果。本章研究的是遗传学最基本的问题，对于理解生物的遗传有重要意义，也是学习后面三章内容不可缺少的基础。学习本章时要注意以下几点：
1．在进行遗传信息的转录和翻译过程的学习时，要注意这一过程中每个步骤及其所涉及的知识的内在联系，建议用一条主线将各方面内容贯穿起来，并充分培养自己阅读图文的能力。
2．在本章中，“思考与讨论”栏目比较丰富，利用好这些栏目，能够培养自己的能力，增加对知识内容理解的深度。
3．我们在学习书中内容的同时，还应该关注生物科学的发展史，认识到科学研究需要有创新精神。 第1节 基因指导蛋白质的合成第四章
1．RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。
3．翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、原料(20种氨基酸)、酶和能量。
4．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子不决定氨基酸。
5．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。
6．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。目标导航：
1．简述DNA与RNA的主要区别。
2．说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。
3．概述遗传信息的转录与翻译过程。(重、难点)
情境导入：
俗话说，龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。生物的后代在性状表现和生活习性等方面表现出了惊人的遗传性。而我们从上一章学习中知道，这一切仅仅是亲代把自己的DNA复制了一份传给了子代而已。这是多么神奇的现象啊！
问题探究：1.后代在性状表现和生活习性等方面与亲代相似的根本原因是什么？
2．基因是怎样控制后代的性状的？
提示：1.后代表现与亲代相似的根本原因是获得了亲代复制后传递过来的遗传物质(主要是DNA)。
2．基因是通过控制后代蛋白质的合成来控制后代的性状的。一、遗传信息的转录
1．RNA的组成、结构和种类：预 习 导 学核糖核苷酸 核糖 A 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 单链 短 mRNA、tRNA和rRNA 细胞核 DNA的一条链 核糖核苷酸 RNA (2)过程：RNA聚合 碱基 碱基互补配对 一条链 核糖核苷酸 氢键 RNA聚合酶 mRNA DNA链 双螺旋
二、遗传信息的翻译
1．概念(对翻译概念的解读连线)：
(1)场所 a．20种氨基酸
(2)模板 b．具有一定氨基酸顺序的蛋白质
(3)原料 c．细胞质的核糖体上
(4)产物 d．mRNA2．密码子和反密码子的比较：mRNA 3个 64 61 tRNA mRNA 3个 613.翻译过程：核糖体 tRNA mRNA tRNA 终止密码子 空间结构 功能 根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？
提示：前者可以，后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸，但一种氨基酸可以有多个密码子。思 维 激 活(一)问题探讨
提示：此节问题探讨意在引导学生思考DNA在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。一种生物的整套DNA分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。(二)思考与讨论一
1．提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。
2．转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。(三)思考与讨论二
1．最多能编码16种氨基酸。
2．至少需要3个碱基。
(四)思考与讨论三
1．对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。
2．提示：这是一道开放性较强的题，答案并不唯一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维，通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。
3．提示：此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案做统一要求。可以从增强密码子容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。(五)思考与讨论四
1．提示：此题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。可以参照教材中图的表示方法来绘制。
2．提示：根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。
(六)想像空间
DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确进行。1.DNA与RNA的比较遗传信息的转录要 点 归 纳2.RNA的分类
(1)信使RNA(mRNA)：单链结构，由DNA转录而来，其碱基序列包含遗传信息，因将DNA中遗传信息转录下来故名。遗传密码位于mRNA上。
(2)转运RNA(tRNA)：三叶草结构，头端特定的三个碱基叫反密码子，尾端连接特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输氨基酸，所以叫做转运RNA。
(3)核糖体RNA(rRNA)：是核糖体的重要组成部分。3．转录
(1)转录的概念：RNA是在细胞核中以DNA一条链为模板合成的，这一过程称为转录。①转录的场所：细胞核中。
②模板：以DNA分子的一条链为模板。
③结果：产生mRNA。
(2)转录的过程：
①DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
②游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。(3)转录与DNA分子复制的区别：1．转录区别于DNA分子自我复制的地方为原料是核糖核苷酸。遵循碱基互补配对原则，但DNA单链中的A(腺嘌呤)与U(尿嘧啶)配对。
2．新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上，此处用到的酶为RNA聚合酶。
3．合成的mRNA从DNA分子上释放，而后DNA双链恢复。
4．DNA分子的两条链中，被转录的那条链叫模板链，也叫有意义链或信息链。 (2015·景德镇质检)对如图所示片段的分析不正确的是( )
A．该图所示的情况仅发生于转录过程中
B．彻底水解该片段得到5种碱基、2种五碳糖、1种磷酸
C．该片段中共含有8种核苷酸
D．一般情况下，该图所示过程主要发生于细胞核或拟核中 典 例 导 析
[解析] 由于一条链中含T碱基，另一条链中含U碱基，因此该片段是由DNA和RNA组成的。该图所示也可以是由RNA→DNA过程中的一个片段，A项错误；彻底水解该片段得到A、T、C、G、U这5种碱基、核糖和脱氧核糖2种五碳糖、1种磷酸，B项正确；该片段中共含有4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸，C项正确；一般情况下，该图表示转录过程，主要发生于细胞核或拟核中，D项正确。
[答案] A下图是真核生物mRNA合成过程图，请据图判断下列说法中正确的是( )
A．R表示的节段①正处于解旋状态，形成这种状态需要解旋酶
B．图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的
C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．图中的②合成后，在细胞核中与核糖体结合并控制蛋白质的合成
[答案] A
[解析] R所示的节段①正处于解旋状态，DNA解旋需要解旋酶参与，A项正确；合成②mRNA需要的原料为4种核糖核苷酸，B项错误；③是合成RNA的酶，名称为RNA聚合酶，C项错误；在真核细胞内②mRNA合成后，要通过核孔进入到细胞质中与核糖体结合并控制蛋白质的合成，D项错误。1.翻译的概念
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫翻译。
(1)部位：细胞质。
(2)原料：各种游离氨基酸。
(3)模板：mRNA。
(4)结果：一定氨基酸顺序的蛋白质。
(5)实质：将mRNA中的碱基序列(携带遗传信息)翻译为蛋白质的氨基酸序列(具体性状)。遗传信息的翻译要 点 归 纳2．碱基与氨基酸之间的对应关系
DNA、RNA各自只有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，4种碱基和20种氨基酸的对应关系是怎样的呢？
若1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定4种氨基酸，这显然是不够的；若2个碱基编码1个氨基酸，最多能编码4×4＝16个氨基酸，这与20种氨基酸相比也是不够的。由以上分析可知，1个氨基酸的编码至少需要3个碱基，3个碱基有4×4×4＝64种组合，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。
密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基叫做密码子，共64个遗传密码子。
3．氨基酸的“搬运工”tRNA
tRNA的基本结构单位为核糖核苷酸，为RNA的一种。tRNA种类众多，但每一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA呈三叶草形，其一端为携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基。每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称反密码子。4．翻译过程
(1)比较转录和翻译的不同点(2)蛋白质合成过程中的重难点归纳与突破
①转运RNA(tRNA)具有两个特异性端，一为氨基酸臂，是携带一定氨基酸的，一为反密码子环，其上裸露着三个碱基，称反密码子，不同的转运RNA其反密码子是不同的。
②氨基酸的遗传密码是在信使RNA(mRNA)上而不是在氨基酸上，氨基酸上是没有碱基的。这一点容易误解，应注意。
③若一个tRNA的反密码子是CGA，那么它运载的氨基酸一定是丙氨酸，因为丙氨酸的遗传密码(GCU)是与其反密码子(CGA)具有互补配对关系的。也就是说，tRNA所携带的氨基酸，其遗传密码一定是与该tRNA的反密码子互补配对。④蛋白质的合成过程比较难理解，让我们打个比方来理解这个过程：许多大人各自领着自己的孩子，将他们安排到电影院的一排座位上看电影，就类似于蛋白质的合成过程。大人(转运RNA)有两个特异性端，即左手和右手，左手拿着电影票(反密码子)，右手领着自己的小孩(氨基酸)，来到电影院(核糖体)，找到座号(遗传密码)，将自己的小孩安排下，离开电影院。这样，这许多小孩(氨基酸)，就通过大人(tRNA)领着(携带)，按照影院座号(mRNA上的遗传密码)，排成了一定顺序(多肽)。1．密码子是在mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。tRNA上与其配对的三个碱基称为反密码子。从理论上讲，4种碱基可以组合成64个密码子(43＝64个)，决定20种氨基酸，所以有的氨基酸不只有一种密码子。
2．一种密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸可以有几种密码子对应着。一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由多种tRNA转运。
3．UAA、UAG、UGA三种密码子不能决定氨基酸，称为蛋合质合成的终止密码。
4．密码子在生物界是通用的，说明生物是由共同的原始祖先进化来的，彼此之间存在着或远或近的亲缘关系。典 例 导 析
[解析] 翻译的直接模板是mRNA，而不是DNA，A项错误。翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，但并不是所有的蛋白质都是酶或激素，B项错误。终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C项错误。氨基酸脱水缩合形成多肽，D项正确。
[答案] D(2015·潍坊检测)正常出现肽链终止，是因为( )
A．一个与mRNA链终止密码子相应的tRNA不能携带氨基酸
B．不具有与mRNA链终止密码子相应的反密码子
C．mRNA在mRNA链终止密码子处停止合成
D．tRNA上出现终止密码子
[答案] B
[解析] 终止密码子不对应反密码子；tRNA上没有终止密码子，终止密码子位于mRNA上。1.基因表达的理解
(1)基因与性状的关系——基因是决定生物性状的基本单位。
(2)基因与染色体的关系——染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列。
(3)基因与DNA的关系——基因是具有遗传效应的DNA片段。
(4)基因与遗传信息的关系——基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。基因控制蛋白质的合成(5)基因与蛋白质的关系——基因通过DNA控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
2．基因控制蛋白质合成(如图所示)复制、转录、翻译的比较(见下表)如何解决这类问题，关键搞清以下问题。氨基酸是构成蛋白质的基本单位，有关氨基酸脱水缩合的知识在第一册已讲过。在本节知识中，蛋白质的合成受基因控制。信使RNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此蛋白质中氨基酸的数目与信使RNA上的碱基数目存在着1:3的对应关系。而信使RNA又是通过基因中的信息链转录而来。由于基因是双链，而只有一条链能转录，所以基因中的碱基数目与信使RNA上的碱基数目存在着2:1的对应关系，因此蛋白质中的氨基酸数目与基因中的碱基数目存在着1:6的对应关系。关于基因控制蛋白质合成过程中的有关计算问题在合成蛋白质时，需要转运RNA作为运载氨基酸的工具，每个转运RNA每次只能运载一个特定的氨基酸，因此一个蛋白质中有多少个氨基酸，就有多少个转运RNA参加了转运。综上所述，可把上面有关的知识总结成如下的关系式：
(1)[蛋白质中肽链的条数＋(缩合时脱下的水分子数或蛋白质中的肽键数)] :蛋白质中氨基酸的数目:参加转运的tRNA:参加转运的tRNA中反密码子碱基数:信使RNA的碱基数:DNA(基因)碱基数＝1:1:1:3:3:6。
(2)蛋白质平均相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数目－[(氨基酸数目－蛋白质中肽链数)×水相对分子质量]。
(3)涉及化学常识的计算问题。
探究点 假说—验证的实验思路
——密码子组成的探究
[案例] 科学家已经证明密码子是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基。以下是遗传密码破译过程的几个阶段。
(1)根据理论推测，mRNA上的3个相邻的碱基可以构成________种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有________种。
(2)1955年，尼伦伯格和马太成功建立了体外蛋白质合成系统，破译了第一个密码子：苯丙氨酸(UUU)。具体的做法是在代表“体外蛋白质合成系统”的20支试管中各加入作为模板(mRNA)的多聚尿嘧啶核苷酸(即只由U组成的mRNA)，再向20支试管中分别加入20种氨基酸中的一种，结果只有加入苯丙氨酸的试管中才出现了多聚苯丙氨酸肽链。体外蛋白质合成系统中除了加入全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和氨基酸外，还需提供________。
(3)上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板，检验1个密码子是否含有3个碱基，如果密码子是连续翻译的：
①假如一个密码子中含有2个或4个碱基，则该mRNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。
②假如一个密码子中含有3个碱基，则该mRNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。(4)1964年又有科学家用2个、3个或4个碱基为单位的重复序列，最终破译了全部密码子，包括终止密码子。下表是部分实验：
说明：表中(UC)n表示UCUCUCUCUCUC……这样的重复mRNA序列。
请分析上表后推测下列氨基酸的密码子：亮氨酸________；丝氨酸________；苯丙氨酸________。
[标准答案] (1)64 61
(2)ATP和核糖体
(3)①1 ②2
(4)CUU、CUC UCU UUC[方法警示] 得分要点：
(2)必须为“ATP和核糖体”
(3)第二个空必须为“2”
(4)第一个空必须为“CUU、CUC”
[错因案例] (2)答为“能量和核糖体”。(错因：没有审清题目中指的是“物质”)
(3)②答为“1”。(错因：密码子的顺读并不是都得从第一个碱基读起)
(4)第一个空答为“CUU”。(错因：没有考虑密码子具有简并性，通过2、3链推导出其中之一，而没做全面考虑)
[技法提炼] (1)密码子是由3个相邻碱基组成的，理论推导：
mRNA上的碱基共有4种，而氨基酸有20种，显然1种碱基对应1种氨基酸是不成立的，而2种碱基组成的密码子最多有42种，也不能满足20种氨基酸的对应，至少由3个相邻的碱基组成43＝64种，从而出现了1种氨基酸对应多种密码子的现象。
(2)密码子所含碱基个数的实验推导：
由“CUCUCUCUCUCUCU……”组成的mRNA，理论上分析密码子不可能由2个相邻碱基组成；若是由4个相邻碱基组成，则密码子只可能是“CUCU”或“UCUC”，所以一条上述mRNA翻译后只会有1种氨基酸出现；若是密码子由3个相邻的碱基组成，经过顺读后则有“CUC”和“UCU”2种密码子，所以合成的肽链中有2种氨基酸组成(当然此时没有考虑到密码子的简并性，或者是CUC和UCU对应的2种不同的氨基酸)。(3)密码子与氨基酸的真实对应关系的验证：
已知3个相邻的碱基对应1个氨基酸，若是由实验中的3条链，1链为“UCUCUCUCUCUCUCUC……”它会有2种密码子即为“UCU”和“CUC”，2链为“UUCUUCUUCUUCUUCUUC……”它会有3种密码子“UUC、UCU、CUU”，3链为“UUACUUACUUACUUACUUAC……”它会有4种密码子“UUA、UAC、ACU、CUU”，由2、3两链中共有的CUU可知亮氨酸的密码子之一为CUU，由1、2链中共有的UCU可知丝氨酸的密码子为UCU，由于1链中除去有丝氨酸外还含有亮氨酸，所以亮氨酸的另一个密码子为CUC。此时通过2链可知苯丙氨酸的密码子为“UUC”。第四章 第2节
一、选择题
1．下图为遗传信息在生物大分子之间传递的图解。正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是( )
A．①②⑤ B．③④⑥
C．③⑥ D．④⑤
[答案] B
[解析] 本题考查中心法则的应用。RNA的复制和逆转录过程中只能发生在遗传物质为RNA的生物体内，而DNA分子的复制、转录和翻译可以发生在动植物细胞中。
2．准确描述生物的性状与基因的关系的是( )
A．一个基因决定一种性状
B．多个基因决定一种性状
C．环境对性状有影响
D．以上三种都有可能
[答案] D
[解析] 生物体的许多性状是受单个基因控制的，如豌豆茎的高、矮，但有些性状是由多个基因决定的，如人的身高，并且后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要影响。
3．“中心法则”中所没有的遗传信息传递途径是( )
A．DNA→DNA B．DNA→RNA
C．RNA→蛋白质 D．蛋白质→RNA
[答案] D
[解析] 遗传信息不能由蛋白质到RNA。
4．1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的遗传信息流“示意图是( )
A．
B.
C．
D.
[答案] D
[解析] 逆转录病毒的遗传信息传递方式为RNA逆转录传递至DNA，而没有RNA→RNA的RNA复制过程，故可排除A、B、C三项。
5．下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是( )
A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
D．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则
[答案] D
[解析] 本题考查遗传信息在蛋白质合成中的传递过程。线粒体、叶绿体是半自主性细胞器，其中有DNA和RNA，能进行转录、翻译过程，因此其信息传递遵循中心法则；DNA是遗传信息的载体，通过转录形成mRNA将遗传信息表达到蛋白质的氨基酸序列上。虽然DNA病毒中没有RNA，但在宿主细胞中能利用宿主细胞的原料转录、翻译，从而表达遗传信息，其遗传信息的传递同样遵循中心法则。
6．着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究后发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复而引起的突变。这说明一些基因 ( )
A．是通过控制酶的合成，进而控制代谢过程，从而控制生物的性状
B．是通过控制蛋白质分子的结构，从而直接控制生物的性状
C．是通过控制酶的合成，从而直接控制生物的性状
D．可以直接控制生物的性状，发生突变后生物的性状随之改变
[答案] A
[解析] 基因对性状的控制有两种途径：一是通过控制蛋白质的合成，从而直接控制生物性状；二是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。
二、非选择题
7．根据下列图解回答：
(1)此图解全过程叫________。
(2)图中①的生理过程叫________；进行的场所是细胞的________内；进行的时间是细胞分裂的________期。
(3)图中②的生理过程叫________；进行的场所是细胞的________内。
(4)图中③的生理过程叫________；该过程需要在________的作用下才能进行。
(5)图中④的生理过程叫________；该过程的发现，说明RNA也可做为生物的________。
(6)图中⑤的生理过程叫________；进行的场所是细胞内________上。
[答案] (1)中心法则 (2)DNA复制 细胞核 间
(3)转录 细胞核 (4)逆转录 逆转录酶
(5)RNA复制 遗传物质 (6)翻译 核糖体
一、选择题
1．下列有关基因与酶关系的叙述中，正确的是( )
A．每个基因都控制合成一种酶
B．酶的遗传信息在信使RNA的碱基序列中
C．基因的转录、翻译都需要酶
D．同一生物体不同细胞的基因和酶是相同的
[答案] C
[解析] 基因控制生物性状的途径有两条，一是直接控制蛋白质合成来控制生物性状，二是通过控制酶的合成来间接控制生物性状，因此A错。遗传信息是指DNA上的碱基序列，B错。同一生物体不同细胞的基因表达具有选择性，不同细胞的酶种类不完全相同，D错。
2．关于下图所示的过程，有关叙述正确的是( )
A．噬菌体进行①过程，需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核苷酸的溶液中
B．正常的真核生物细胞内可发生①②⑤过程
C．③④⑥过程常见于RNA病毒侵入细胞时
D．细胞中①④过程的发生都需要解旋酶的催化作用
[答案] B
[解析] 噬菌体不能单独生活，必须寄生在其他细胞内，故不能单独培养噬菌体；①②⑤过程在正常的真核生物细胞内可发生；到目前为止，所有的生物体内还没有发现⑥过程；①过程需要解旋酶的催化，④过程不需要。
3．据图分析，下列相关叙述正确的是( )
A．①过程实现了遗传信息的传递和表达
B．③过程只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP就能完成
C．人的囊性纤维病体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D．图中只有①②过程发生碱基互补配对
[答案] C
[解析] 通过DNA分子的复制，只是实现了遗传信息的传递；③过程还需要特殊的运输工具——转运RNA，同时该过程中也会发生碱基互补配对。
4.(2015·镇江检测)图示为自然界中遗传信息在三种大分子间的流动(如箭头2代表转录)，下列哪种说法是正确的( )
A．1、2、4常见，3、7少见，5尚未达成共识，其他尚未被认识到
B．2、4、6常见，其他几乎从未被认识到
C．5、8、9未被认识到，3、7少见，其他常见
D．3、7少见，其他常见
[答案] A
[解析] 逆转录和RNA复制仅见于以RNA为遗传物质的病毒的寄主(宿主)细胞中；自然界中绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA复制、转录、翻译是常见途径。读图知7为逆转录，3为RNA复制，1为DNA复制，2为转录，4为翻译，而6、8、9至今尚未认识到，5尚未达到共识，故答案选A。
5．(2015·九江检测)如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程，下列叙述不正确的是( )
A．①②④过程分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶
B．②③过程均可在线粒体、叶绿体中进行；④过程发生在寄主细胞内
C．把DNA放在含15N的培养液中进行①过程，子代含15N的DNA占50%
D．①②③均遵循碱基互补配对原则，但碱基配对的方式不同
[答案] C
[解析] ①②③④分别指DNA复制、转录、翻译和逆转录过程；①②④分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的作用；④逆转录是某些RNA病毒在寄主细胞内进行的过程；DNA分子复制的方式为半保留复制，将DNA放在含15N的培养液中培养，子代DNA全部含有15N；①②③中均有碱基互补配对行为，①是DNA→DNA，②是DNA→RNA，③是RNA→RNA，因此碱基配对的方式不同。
6．2009年6月12日《科技日报》报道，科学家近日发现了一种动物能否被驯化并和人类友好相处，取决于这种动物的“驯化基因”。在生物体中，基因控制性状表现的主要途径是( )
A．RNA→蛋白质(性状)
B．DNA→蛋白质(性状)
C．RNA→DNA→蛋白质(性状)
D．DNA→RNA→蛋白质(性状)
[答案] D
[解析] DNA→RNA→蛋白质是细胞生物中基因控制性状表现的主要途径，少数逆转录病毒是以RNA→DNA→RNA→蛋白质为途径控制性状表现的，以RNA作为遗传物质的生物是以RNA→蛋白质为途径控制性状表现的；DNA→蛋白质(性状)只在离体实验中发现，还没有在生物体内发现。
7．如下图表示有关遗传信息在细胞中传递的模拟实验，下列叙述合理的是( )
A．若X是RNA，Y是DNA，则试管内必须加入解旋酶
B．若X的碱基序列为CTTGTACAA，Y中含有U，则试管内必须加入逆转录酶
C．若X、Y都是DNA，则试管内必须加入核糖核苷酸
D．若X是mRNA，Y是蛋白质，则试管内还有其他种类的RNA
[答案] D
[解析] 由题意可知，若X是RNA，Y是DNA，则进行的是逆转录过程，需要逆转录酶；若X的碱基序列为CTTGTACAA，Y中含有U，则该过程是转录，需要RNA聚合酶；若X、Y都是DNA，则表明该过程是DNA复制，应加入DNA聚合酶和脱氧核苷酸；若X是mRNA，Y是蛋白质，则该过程表示翻译的过程，试管内还应含有其他的RNA，如转运RNA。
8．结合图表分析，下列有关说法正确的是( )
抗菌药物
抗菌机理
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶活性(可促进DNA螺旋化)
红霉素
能与核糖体结合
利福平
抑制RNA聚合酶的活性
A．环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①②和③
B．青霉素和利福平能抑制DNA的复制
C．结核杆菌的④和⑤过程都发生在细胞质中
D．①～⑤可发生在人体健康细胞中
[答案] A
[解析] 图中①为DNA复制，②为转录，③为翻译，④为RNA复制，⑤为逆转录。青霉素的作用对象是细胞壁，与DNA复制无关；环丙沙星可促进DNA螺旋化，不利于DNA复制和转录；红霉素与核糖体结合，抑制翻译过程；利福平抑制RNA聚合酶的活性，进而抑制转录和RNA复制；④和⑤过程只有RNA病毒寄生在宿主细胞中才能进行。
二、非选择题
9．已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式用下图表示。据图回答下列问题：
(1)图中1、8表示遗传信息的________；2、5、9表示遗传信息的________；3、10表示遗传信息的________，以上3个过程的进行所必备的条件有________。
(2)图中7表示遗传信息的________，此过程的发生需要有________，发现这一现象的重要意义是________________________________________。
(3)上述生理过程进行的场所是________。
(4)对上述三种类型的病毒分别举例：甲________，乙________，丙________。
[答案] (1)转录 翻译 复制 模板、原料、能量和酶
(2)逆转录 逆转录酶 对中心法则的重要补充
(3)细胞核和细胞质
(4)噬菌体 烟草花叶病毒 某些致癌病毒
[解析] 可以从观察图中物质的特点来判断它们的生成。(1)图中1和8的结果都是产生单链物质，并且指导蛋白质的合成，显然是转录过程。2、5、9产生蛋白质，是翻译过程。3、10产生新的DNA，是复制的结果。不论是DNA复制还是RNA的转录或是蛋白质的合成，都需要一定的模板、原料、能量、酶。(2)图中7是以RNA为模板合成DNA的过程，由于以RNA为模板合成DNA是遗传信息传递的特殊途径，与从DNA→RNA→蛋白质的传递过程有所不同，因此，认为是对中心法则的补充。(3)对于真核生物来说，DNA的复制场所，RNA的转录场所均在细胞核中，蛋白质的合成在细胞质的核糖体上；而对于原核生物，DNA复制、RNA转录是在拟核完成，蛋白质仍然在细胞质中合成。(4)上述三种生理功能的代表类型如：侵染大肠杆菌的噬菌体以甲方式进行繁殖；侵染烟草的烟草花叶病毒以乙方式繁殖；某些导致人类患癌症的病毒以丙方式进行繁殖。
10．(2015·徐州测试)根据图一至图三遗传信息的传递和表达过程，回答相关问题。
(1)上图中表示脱氧核苷酸长链的字母是：________，能够发生A与T相互配对的是图________。
(2)图三过程不可能发生在________中。
A．神经元
B．肝细胞
C．心肌细胞
D．哺乳动物成熟的红细胞
(3)若图三合成的产物中有n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数大于3n原因之一是________________。
(4)中心法则完整表达式是____________________，图一至图三中没有发生的过程是________________。
[答案] (1)P链、T链、A链、B链(答案不全不正确) 一
(2)D (3)终止密码不编码氨基酸
(4) 逆转录和RNA复制
[解析] (1)从图示看出，图一为DNA的复制，能发生A与T的配对，P链、T链、A链、B链表示脱氧核苷酸长链。
(2)图三为翻译过程，而成熟红细胞不仅无细胞核，而且也无线粒体、核糖体等细胞器，不能进行蛋白质的生物合成。
(3)由于终止密码不编码氨基酸，因此图三合成的产物中如果n个氨基酸组成，则指导其合成的mRNA的碱基数应大于3n。
(4)从图示看出，图一至图三中没有发生的过程是逆转录和RNA复制。
课件55张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 必修2 基因的表达第四章第2节 基因对性状的控制第四章1．生物遗传信息流动表示为：
2．逆转录和RNA复制只发生在某些病毒中。
3．基因控制生物性状的两条途径：
(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
(2)通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
4．一个基因可能影响多种性状，一种性状也可能由多个基因控制。
5．线粒体DNA和叶绿体DNA也能进行复制、转录和翻译，并控制生物的性状。目标导航：
1．理解中心法则的内容及应用。(重、难点)
2．阐述基因、蛋白质与性状的关系。
情境导入：自然界的生物绚丽多彩，形态万千。巨人和侏儒、直发和卷发、长毛狗和短毛狗、狼狗和哈巴狗(如图)、白猫和黑猫……这千姿百态的生物性状都是由基因决定的。
问题探究：你知道基因是如何控制生物性状的吗？
提示：基因能通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状，也可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。一、中心法则的提出及其发展
1．中心法则的提出：
(1)提出者：______________。
(2)内容。
①DNA复制：遗传信息从________流向______________。
②转录：遗传信息从________流向________。
③翻译：遗传信息从________流向________。预 习 导 学克里克 DNA DNA DNA RNA RNA 蛋白质
2．发展：
(1)RNA自我复制：
①遗传信息流向：从________→________。
②举例：某种______________病毒。
(2)RNA逆转录：
①遗传信息流向：从________→________。
②举例：HIV，致癌的________病毒。RNA RNA RNARNA DNA RNA二、基因、蛋白质与性状的关系
1．基因控制性状的两种途径：酶 代谢 蛋白质 人的白化病的形成 囊性纤维病 酪氨酸酶 酪氨酸酶 黑色素 3个碱基 苯丙氨酸 结构与功能
2.基因对性状控制的复杂性：
(1)基因与性状的关系并不都是____________关系。例如，人的身高可能是由________基因决定的，同时，后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。
(3)基因与________、基因与__________、基因与________之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。 简单的线性 多个 基因 基因产物 环境 DNA病毒内不含RNA，其遗传信息的传递是否仍遵循中心法则内容？为什么？
提示：遵循。因为DNA病毒是把自身的遗传物质注入到宿主细胞内，然后利用宿主细胞的原料进行DNA的复制和蛋白质的翻译。思 维 激 活
(一)问题探讨
1．水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些。
2．这两种形态的叶，其细胞的基因组成应是一样的。
3．提示：为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显不同的形态？(二)资料分析
1．没有：实验证据指出了原有的中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。
2．遗传信息从RNA流向DNA、从RNA流向RNA的结论是确信无疑的，而从蛋白质流向蛋白质的途径是有可能存在的。
(三)旁栏思考题
提示：此题旨在引导学生认识基因与生物的性状并非简单的一一对应关系。(四)批判性思维
提示：此题旨在引导学生客观全面地评价基因决定论的观点，认识到性状的形成往往是内因(基因)与外因(环境因素等)相互作用的结果。
(五)技能训练
1．提示：翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。
2．基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。1.中心法则
(1)内容：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
(2)图解：中心法则及其发展要 点 归 纳
知识链接
DNA(基因)的两个基本功能
(1)传递遗传信息。通过DNA的复制，在生物的传种接代过程中把亲代的遗传信息传递给子代。
(2)表达遗传信息。通过转录和翻译过程，在生物的个体发育中使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。2．中心法则的发展
(1)发展内容：
①1965年，科学家发现RNA可复制；
②1970年，科学家发现逆转录酶；
③1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质引起的疾病。
说明：因引起疯牛病的朊病毒只有蛋白质，有人推测其遗传物质为蛋白质，但还有待科学论证。(2)发展后的中心法则图解：中心法则表示生物界的遗传信息的流动过程，不同的生物适合于其中的一部分，如RNA病毒没有DNA的复制，以DNA为遗传物质的生物则没有RNA的复制。 中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，下列说法不正确的是( )
A．a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录
B．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c，需要逆转录酶参与的过程是d
C．a、b、c过程只发生在真核细胞中，d、c过程只发生在原核细胞和一些病毒中典 例 导 析D．在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所相同，但需要的关键酶种类不同
[解析] 图解中a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。c过程进行的场所是核糖体，在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸，d过程需要逆转录酶；a、b、c在细胞生物中均能发生，d、e只发生在RNA病毒的寄主细胞中。在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核，但所需的关键酶不同，前者需要DNA聚合酶，后者需要RNA聚合酶，两个过程都需要解旋酶。
[答案] C下图在造血干细胞和唾液腺细胞内能发生的过程是( )
A．前者有①②③，后者有②③
B．两者都有①
C．两者都有①②③
D．两者都有②③
[答案] A
[解析] 造血干细胞具有分裂能力，能进行细胞分裂，而在细胞分裂间期会发生DNA的复制，即过程①；细胞进行各项生命活动所需要的酶是通过基因表达过程产生的，因此，也会发生②转录和③翻译过程。唾液腺细胞是已分化细胞，不发生细胞分裂，有基因的表达，因此只能发生②③。1.DNA、基因、蛋白质、性状之间的关系基因、蛋白质与性状的关系要 点 归 纳
点拨：性状是指生物的形态或生理特性，是遗传和环境相互作用的结果，主要由蛋白质体现，生物的遗传性状受基因控制。2．基因控制生物性状的两种方式
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
①镰刀型细胞贫血症
正常基因 异常基因
↓ ↓
正常(谷氨酸) 血红蛋白结构 异常(缬氨酸)
↓ ↓
红细胞呈圆饼状 红细胞呈弯曲的镰刀状②囊性纤维病
CFTR基因缺失3个碱基
↓
CFTR蛋白结构异常导致功能异常
↓
支气管内黏液增多，管腔受阻
↓
黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
说明：上述各实例涉及的都是单个基因对生物体性状的控制，而生物的性状与基因并不都是线性的一对一的关系。3．基因与性状的关系
(1)基因与性状的关系并不是简单的线性关系。这主要体现在：
①有些性状是由多个基因共同控制的。如人的身高可能由多个基因决定。
②性状的表现还受环境因素的影响。如后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。
(2)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。4．细胞质基因
(1)概念：细胞质中的线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA，而且这些DNA都能够进行半保留式自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，这些基因称为细胞质基因。
(2)作用：控制细胞质的遗传。
(3)特点：细胞质遗传不符合孟德尔遗传规律，后代不出现一定的分离比，而是只表现母本的性状。由细胞质控制的性状只能通过母亲遗传给后代，称为母系遗传。
(4)举例：线粒体肌病、神经性肌肉衰弱、运动失调及眼视网膜炎等。
线粒体、叶绿体的DNA控制线粒体和叶绿体内部分蛋白质的合成，大部分蛋白质是由细胞核DNA控制合成的。 (2015·太原调研)如图为人体内基因对性状的控制过程，叙述错误的是( )典 例 导 析
A．图中①②过程的场所分别是细胞核、核糖体
B．镰刀型细胞贫血症致病的直接原因是血红蛋白分子结构的改变
C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶活性下降
D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
[解析] 该图反映了基因控制性状的方式有两种，一是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血症是由于控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生了改变而使构成血红蛋白的谷氨酸改变。二是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如人的白化症状是由于控制酪氨酸酶的基因异常而引起的。
[答案] D(2015·泉州检测)下列属于基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状的实例是 ( )
①人类的白化病 ②囊性纤维病 ③皱粒豌豆 ④镰刀型细胞贫血症
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
[答案] D
[解析] ①③是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状的两个实例；②④则符合题干要求的实例。中心法则中几个过程的比较探究点 分析类实验的解题关键
——基因表达产物的判断技巧
[案例] 为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。(1)从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—，则试管甲中模拟的是________过程。
(2)将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是________，试管乙中模拟的是________过程。
(3)将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是_________。(4)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自______________，而决定该化合物合成的遗传信息来自________。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套________。该病毒遗传信息的传递过程为____________。
[标准答案] (1)逆转录 (2)mRNA 转录
(3)蛋白质 (4)小鼠上皮细胞 病毒RNA 密码子
[方法警示] 得分要点：
答案是唯一的，每个题空的答案只有与标准答案一致才能得分。
[错因案例] (1)错答为“转录”。
(2)错答为“RNA”，原因是误将RNA等同于mRNA。
(3)错答为“DNA→mRNA→蛋白质”。原因是忘记了该病毒为RNA病毒。
[技法提炼] (1)根据碱基序列判断DNA和RNA：
RNA一般为单链，碱基U是其特有成分：DNA一般为双链，碱基T是其特有成分。根据题干碱基序列可判断A为RNA，X为DNA，而以RNA为模板指导形成DNA的过程，我们称之为逆转录。(2)根据核糖体和病毒的物质组成判断产物名称：
①根据题干信息“Y是能与核糖体结合的单链大分子”，推知Y是mRNA，试管乙中模拟的是转录过程；
②根据题干信息“Z是组成该病毒外壳的化合物”，推知Z是蛋白质，试管丙中模拟的是翻译过程。
(3)病毒繁殖时所需物质的来源：
病毒营寄生生活，在宿主细胞内以病毒自身的RNA为模板，以宿主细胞内的原料(脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸等)经一系列的化学反应最终合成RNA和蛋白质外壳，组装形成新的病毒。
